Газоплотность, чистота газа, влажность, деление на отсеки, дугообразование, рост давления и эксплуатационная безопасность
Разные страны имеют опыт эксплуатации КРУ напряжением 362 кВ за ряд лет. Так, например, в ФРГ находится в работе относительно большое число ячеек 123 кВ. Рост числа ячеек этого напряжения показан на рис. 11. Здесь в основном приводятся данные по этому классу напряжения. Работающие установки имеют или полностью элегазовую изоляцию, или элегазовую с отдельными элементами (выключателями, трансформаторами напряжения) с масляной изоляцией. В обоих случаях только поддерживающие изоляторы изготавливаются из твердых диэлектриков, в остальных случай в качестве изолирующей среды используется элегаз.
Рис 6. КРУ внутренней установки подстанции Семперштейг, Цюрих, Швейцария, 1970 г., 170 кВ, 10 ГВ • А.
Рис. 7. КРУ внутренней установки подстанции Цукунфт вблизи Аахена, ФРГ, 1970 г., 123 кВ, 5 ГВ • А, две системы шин 2 000А, шесть ячеек 1 250 А, элегазовая изоляция 2,3 бар, выключатели с элегазом двух давлений, трансформаторы напряжения с эпоксидной изоляцией, сварные стальные кожухи, трехфазные изолированные системы шин
Чистота газа. Для удаления влаги до заполнения и для Предупреждения смешивания элегаза с воздухом газовые отсеки должны быть вначале опорожнены. Достаточным считается вакуум в 1 торр. Замена изоляционного газа не требуется даже после относительно длинной эксплуатации, так как элегазовая изоляция не стареет. Способом выявления отсеков, в которых имели место дуговые пробои ИЛИ нарушения однородности электрического поля, является отбор проб газа.
Особое внимание должно уделяться в периоды монтажа и ремонтов тому, чтобы электрическая прочность изоляции не снижалась из-за загрязнений поверхности изоляторов или попадания в отсеки КРУ пыли или посторонних предметов.
Проемы в кожухах, закрываемые после окончания монтажных робот на месте установки, для предупреждения проникновения пыли и влаги в период транспортировки и хранения должны быть закрытыми. То же должно иметь место в газовых отсеках выключателей, использующих газ для дугогашения.
Влага опасна тем что на поверхности изоляторов образуется роса, приводящая к снижению разрядного напряжения. Образование росы на изоляторах возможно даже при незначительных изменениях температуры. При температурах, меньших 0°С, образующаяся изморозь менее опасна до тех пор, пока она остается распределенной равномерно.
Влага может появляться после монтажа в результате диффузии через уплотнения и выделения из элементов, находящихся внутри кожухов. В связи с этим заводы-изготовители должны уделять особое внимание выбору материалов и деталям конструкции. Увеличение содержания влаги может ограничиваться выбором соответствующих материалов, конструктивными решениями, например применением уплотняющих колец с большой длиной диффузии и (или) применением статических и динамических фильтров.
Накопленный опыт эксплуатации элегазовых КРУ внутренней установки достаточен для установления точки росы при 0°С. На рис. 12 приведена зависимость содержания влаги в точке росы от давления. При общем давлении в 1,5 бар концентрация влаги в точке росы не превышает 4 000 миллионных долей объема. В КРУ, введенных в эксплуатацию в большом числе, начиная с 1965 г., где эта величина поддерживалась меньшей 3 000, не было зарегистрировано перекрытий, обусловленных влагой.
Относительная влажность применяемого для изоляции сжатого воздуха определенного давления не должна превышать 50% при .минимально возможной окружающей температуре. Заданное давление воздуха поддерживается автоматически в пределах ±0,5 бар.
Рис. 8. КРУ внутренней установки подстанции Кита-Тама, Токи Япония, 1970 г., 275 кВ, элегазовая изоляция 2,7 бар, одна систем шин 4 000 А, 11 ячеек с разъединителями 2 000 А, трехфазная система шин, пофазные кожухи из немагнитной стали у присоединении.
Деление на отсеки. Успешным оказалось деление на отсеки с помощью газоплотных проходных втулок. Этот способ применен во всех КРУ, находящихся в настоящее время в эксплуатации. Коммутационное оборудование ячеек имеет, как правило, пофазные кожухи. Для сборных шин применяются как общие, так и пофазно кожухи. Такие отсеки применяются потому, что: при ревизии, ремонте или расширении выводится из работы только относительно небольшая часть ячейки КРУ;
просто осуществить надзор и выявить место повреждения; внутренние повреждения локализуются; просто заменяются элементы.
Дуговые повреждения. Несмотря на исключительно малую вероятность дугового перекрытия в КРУ с газовой изоляцией этот тип повреждения не может быть полностью исключен. При горении дуги выделяется много тепла, в результате чего возрастает внутреннее давление. При этом для предохранения металлического кожуха от разрыва необходимо обеспечить различными способами сброс давления.
До настоящего времени зарегистрировано только одно дуговое перекрытие с током значительной величины (22 кА), которое бы, вызвано прямым ударом молнии в незащищенную ВЛ, присоединенную к КРУ. В отсеке КРУ с элегазовой изоляцией длительно (2 ) горела дуга. Имевшаяся предохранительная мембрана была выброшена, и поток горячего газа был направлен в предусмотренном направлении. Дугостойкий стальной кожух не был разрушен, а эпоксидные вводы предохранили соседние отсеки от проникновении в них горячих газов.
Рис. 10. КРУ внутренней установки электростанции Россхаг с разъединителями, Астрия, 1970 г., 245 кВ, элегазовая изоляция 2,5 бар, разделенные фазы, два линейных кабельных и два трансформаторных присоединения, Н-образное расположение, разъединители 1 000 А (индуктивный ток 6 А, емкостный ток 1 А).
Рис. 9. КРУ внутренней установки подстанции Кайзершвертерштрассе, Дюссельдорф, ФРГ, 1971 г., 123 кВ, 5 ГВ • А, элегазовая изоляция 2,3 бар, два линейных кабельных и два трансформаторных присоединения с двумя выключателями с элегазом двух давлений и тремя отделителями 630 А (индуктивный ток 25 А, емкостный ток 100 А), с двухрядной компоновкой ячеек.
Рис. 11. Общее число ячеек КРУ 123 кВ с выключателями и отделителями, смонтированных в ФРГ.
Рис. 12. Содержание влаги в точке росы в зависимости от общего давления при 0°С.
Рис. 13. Метод падения напряжения.
1 — металлический кожух; 2 — заземлитель; 3 — разъединитель; 4 — токопровод.
Безопасность при эксплуатации. При обычном обслуживании заземленный металлический кожух обеспечивает надежную защиту от соприкосновений с частями, находящимися под напряжением.
Во Франции вначале применялись заземленные экраны, вводимые между разомкнутыми контактами разъединителей, и смотровые опии. Однако сейчас экраны стремятся исключить. В других странах и место смотровых окон применяются короткозамыкатели.
Смотровые окна могут только обеспечить контроль за положением контактов. Во многих случаях из-за наличия экранов через смотровые окна нельзя увидеть полноту замыкания контактов, и персонал должен обращать внимание на необходимость оберегания глаз При дуговых перекрытиях. Измерение падения напряжения обеспечивает хороший контроль полностью замкнутого пути тока. Последнее может быть существенным при заземлении до начала ремонта или при контроле непрерывности цепи при монтаже и ремонте.
